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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 실험실 변압기 제어 장치. 무선전자공학 및 전기공학 백과사전
라디오 아마추어는 종종 조정 가능한 AC 전압이 필요합니다. 일반적으로 실험실 조정 가능한 자동 변압기(LATR)를 사용하여 얻습니다. 불행하게도 LATR 출력은 네트워크에 갈바닉 연결되어 있으며 이동 가능한 전극(슬라이더)이 종종 끊어집니다. 슬라이더 자체의 손상 외에도 권선 고장으로 이어질 수도 있습니다. 그리고 좋은 LATR의 가격은 매우 높으며 스스로 만들 수 있는 사람은 거의 없습니다. 자동 변압기가 아니라 스위치로 전환되는 여러 개의 1993차 권선이 있는 일반 변압기를 사용하여 부하의 전압을 조절하는 방법이 오랫동안 알려져 있습니다. 이러한 변압기는 예를 들어 A. Terskova의 "In steps of one volt"(Radio, 9, No. 24, pp. 25, 1) 기사에 설명되어 있습니다. 출력은 네트워크에 전기적으로 연결되지 않으며 출력 전압은 0~255V 범위에서 XNUMXV 단위로 조정할 수 있습니다. 불행하게도 이러한 변압기의 XNUMX차 권선을 필요한 전압으로 올바르게 전환하기 위한 계산이 지속적으로 필요하기 때문에 사용하기가 어렵습니다. 작은 단계에서 단조로운 전압 증가 또는 감소에 대해 말할 필요가 없습니다. 그러나 이 솔루션의 가장 큰 단점은 스위치 하나만 잘못된 위치에 설치하면 부하, 특히 저전압 부하가 손상될 수 있다는 것입니다. 이러한 문제를 방지하고 변압기의 사용을 단순화하기 위해 아래에 제시된 장치가 개발되었습니다. 목표는 라디오 아마추어의 재고에서 찾을 수 있는 부품을 사용하는 것이었습니다. 블록을 단순화할 수 있지만 이에 대해서는 나중에 설명합니다. 제어 장치가 없는 실험실 변압기의 다이어그램이 그림 1에 나와 있습니다. 1.1. 수동 스위치가 전자기 릴레이로 대체된다는 점만 A. Terskov가 위에서 언급한 기사의 다이어그램과 다릅니다. 접점 그룹 K8.1-K255은 모든 릴레이의 권선에 전원이 차단될 때 출력에 전압이 없는 방식으로 연결됩니다. 이는 변압기가 네트워크에 연결될 때 발생하는 과도 프로세스 중에 출력에 전압이 나타나지 않도록 수행됩니다. 출력의 최대 전압(XNUMXV)은 모든 릴레이가 활성화된 경우에만 적용됩니다.
원본과 달리 변압기 T1에는 릴레이 권선에 전원을 공급하기 위한 다이오드 정류기 브리지 VD1과 제어 장치 마이크로 회로에 전원을 공급하기 위한 통합 전압 안정기 DA1이 있는 추가 권선 X가 있습니다. 제어 장치의 다이어그램은 그림 2에 나와 있습니다. 0는 가능한 각 출력 전압 값(255~1V, XNUMXV 간격)에 XNUMX비트(권선을 전환하는 릴레이 수에 따라) 이진 코드를 할당합니다. 이 코드의 숫자 중 XNUMX은 해당 릴레이가 작동해야 함을 의미하고, XNUMX은 전기자를 해제해야 함을 의미합니다.
변압기의 230차 권선 전압이 1V인 경우, 볼트 단위의 출력 전압은 HG2-HG1 표시기의 SB3 및 SBXNUMX 버튼을 눌러 설정된 숫자와 같습니다. 작동 중에 XNUMX차 권선의 올바른 스위칭에 대해 생각할 필요가 없으므로 필요한 출력 전압 설정의 편의성과 효율성이 향상됩니다. 그러나 제어 장치는 출력 전압을 측정하지 않고 표시기에 "이론적" 값만 표시한다는 점에 유의해야 합니다. 이러한 이유로 네트워크 전압이 공칭 전압과 다르고 부하의 영향을 받는 경우 실제 출력 전압은 표시기에 표시된 값과 다를 수 있습니다. 일반적으로 제어 장치는 여러 기능 장치로 나눌 수 있습니다. 이는 DD2 칩에서 이를 제어하는 논리, DS4 RPOM 칩의 코드 변환기, DD1-DD1 칩의 표시 장치를 갖춘 DD5-DD7 칩의 반전 카운터입니다. 약 1.1Hz의 주파수를 갖는 펄스 발생기는 DD2 논리 요소에 구축됩니다. 요소 DD1.4는 생성기 신호를 반전시킵니다. SB2 버튼을 놓을 때가 아니라 SB4 및 SB1 버튼을 누를 때 카운터 DD2-DDXNUMX의 상태가 변경되도록 반전이 필요합니다. SB1(감소 방향) 및 SB2(증가 방향) 버튼을 사용하여 전압을 조정합니다. 회로 R1C3 및 R3C4는 버튼 접점의 바운싱을 억제합니다. 아무 버튼도 누르지 않는 동안 생성기의 제어 입력(DD1의 핀 1)은 낮은 논리 레벨로 설정됩니다. SB1 버튼을 누르면 저항 R9와 디커플링 다이오드 VD4를 통해 이 입력에 높은 레벨의 전압이 공급됩니다. 잠시 후 발전기가 시작됩니다. 버튼을 짧게 누르면 발전기가 시작되지 않지만 각 누를 때마다 출력에 단일 펄스가 나타납니다. 각 펄스마다 카운터 내용이 XNUMX씩 감소합니다. 카운터가 999 상태에 도달할 때 상태 6로의 갑작스러운 전환을 방지하기 위해 7에 도달하면 카운터 DD4 핀 2의 오버플로 신호의 낮은 논리 레벨에 의해 다이오드 VD10을 통해 생성기의 작동이 차단됩니다. . 또한 SB2 버튼을 통해서만 발전기 시동이 가능합니다. 이 버튼의 작동은 유사하지만 생성기를 시작하는 것 외에도 카운터 DD4-DD255의 계산 방향 제어 입력(핀 1.3)에 높은 레벨을 공급합니다. 최대 값 3에 도달하면 요소 DDXNUMX의 출력 전압 레벨이 낮아지고 다이오드 VDXNUMX을 통해 발전기 작동이 차단됩니다. 장치는 두 버튼을 동시에 눌러도 반응하지 않아야 하기 때문에 차단 장치가 장치에 도입됩니다(저항 R2, R6, R7). 저항 R2의 전압은 카운터 DD5의 카운트 활성화 입력(핀 2)에 적용됩니다. 두 버튼을 모두 누르면 이 전압 레벨이 높아져 펄스 카운트가 불가능해집니다. 회로 R11C12는 공급 전압이 적용될 때 카운터 DD2-DD4를 재설정하는 데 사용됩니다. SB3 버튼을 누르면 언제든지 재설정할 수 있습니다. 9개 카운터의 핀이 공통 와이어에 연결되어 있으므로 카운터는 1진수 모드에서 작동하여 출력에서 지정된 출력 전압 값인 BCD 코드의 10자리 0011진수를 생성합니다. 이 번호는 DS0000 PROM의 주소 입력으로 전송됩니다. 출력 전압의 각 값은 이진수 십진수에 해당하는 이진수가 기록되는 메모리 셀에 해당합니다. 예를 들어, 주소 230 11100110 230(XNUMX의 이진수 표현)에서 코드는 XNUMX(십진수 XNUMX과 동일한 이진수)입니다. DS1 RPOM 출력의 코드는 트랜지스터 VT1-VT8 및 제어 릴레이 K1-K8에 조립된 전자 키에 공급됩니다. 그림에서. 그림 2는 단 하나의 키 다이어그램을 보여 주며 나머지는 동일합니다. 개별 트랜지스터의 스위치는 1109개의 스위치가 포함된 KR63KT2803(ULNXNUMXA) 마이크로 회로로 대체될 수 있습니다. 카운터 출력의 숫자는 "5개 요소" DD7-DD1 및 LED 표시기 HG3-HG3으로의 이진수 코드 변환기로 구성된 디스플레이 장치로도 전송됩니다. HG2 표시기는 단위, HG1 - 수십 및 HGXNUMX - 수백 볼트를 표시합니다. VT9 트랜지스터에는 표시기의 가장 중요한 숫자에 있는 중요하지 않은 7을 끄는 장치가 있습니다. 이 트랜지스터의 컬렉터는 DD4 코드 변환기의 표시 블랭킹 입력에 연결됩니다. 카운터 DD1에 숫자 2 또는 9가 포함되어 있으면 다이오드 VD18 또는 VD19를 통해 트랜지스터 VT1의 기본 회로에 높은 레벨의 전압이 공급되고 트랜지스터가 열리고 HGXNUMX 표시기가 켜집니다. 마찬가지로 트랜지스터 VT10에는 HG2 표시기의 중요하지 않은 3을 끄는 장치가 내장되어 있습니다. 카운터 DD10의 숫자가 20과 다르면 다이오드 VD23-VD10을 통해 트랜지스터 VT6의 베이스에 높은 레벨의 전압이 공급됩니다. VT2 컬렉터의 낮은 로직 레벨을 통해 DD3 코드 변환기 및 HG9 표시기를 작동할 수 있습니다. 카운터 DD4이 1이지만 트랜지스터 VT2가 열려 있으면 (카운터 DD6 24 또는 9에서) 로우 레벨 전압은 콜렉터의 다이오드 VDXNUMX를 통해 코드 변환기 DDXNUMX의 표시 블랭킹 입력에 공급됩니다. 트랜지스터 VTXNUMX. VD18-VD23 다이오드는 해당 카운터의 오버플로 출력 신호를 트랜지스터 VT9 및 VT10의 기본 회로에 공급하여 폐기할 수 있지만 이 경우 SB2 버튼을 누르면 꺼진 중요하지 않은 XNUMX이 깜박입니다. 원하는 경우 표시 장치를 제거하고 측정 한계가 300V인 AC 전압계를 변압기의 출력에 연결할 수 있습니다. 이 경우 RPOM 칩과 DD4 카운터도 제거할 수 있고 나머지는 제거할 수 있습니다. 두 개는 바이너리 모드로 작동하도록 전환될 수 있습니다. 이 경우 릴레이를 제어하는 트랜지스터 스위치에 대한 신호는 미터의 출력에서 공급되어야 합니다. 이러한 단순화를 통해 출력 전압 설정의 정확성은 전압계의 오류에 따라 달라집니다. 제어장치용 인쇄회로기판은 아직 개발되지 않았으나, 일부 노드는 그림 3과 같은 인쇄회로기판에 배치될 수 있다. 4 및 그림. 5. 한때 다른 장치용으로 개발되었지만 기사에 제시된 장치에도 적합합니다. 나머지 요소는 핀을 장착 와이어로 연결하여 브레드보드에 장착할 수 있습니다. 차단 커패시터 C10-C3은 미세 회로의 전원 핀에 직접 설치됩니다. 그림에 유의하십시오. 2 표시판과 미터 출력의 연결 지점 수가 색상으로 강조 표시됩니다. 이 번호는 그림 XNUMX의 다이어그램에 있는 해당 하니스의 와이어 번호와 일치합니다. XNUMX.
이 장치는 MLT 저항기를 사용하며 모든 커패시터를 가져옵니다. KT315G 트랜지스터 대신 동일한 시리즈의 모든 트랜지스터를 사용할 수 있습니다. 또한 트랜지스터 KT315G(VT1-VT8)는 2SC945로 대체할 수 있고 나머지는 저전력 npn 트랜지스터로 대체할 수 있습니다. KD522A 다이오드는 문자 인덱스가 있는 KD521, KD510 또는 1N4148로 교체할 수 있습니다. KD243V 다이오드를 널리 사용되는 1N4007 다이오드로 교체합니다. K176 및 K561 시리즈의 미세 회로를 수입 아날로그로 교체할 가능성은 테스트되지 않았습니다. KR573RF5 마이크로회로는 장치에 설치하기 전에 프로그래밍해야 합니다. 수입 시리즈 2716 또는 27C16으로 교체할 수 있습니다. 버튼과 스위치는 무엇이든 될 수 있습니다. 계전기는 RAS-1215로 수입되며, 작동 권선 전압이 12V이고 필요한 부하 전류를 전환할 수 있는 스위칭 접점을 갖춘 다른 계전기로 교체할 수 있습니다. 사용된 릴레이의 권선 저항은 400Ω입니다. 변압기 T1은 A. Terskov의 권장 사항에 따라 감을 수 있지만 10V 전압에 대한 추가 권선 X를 사용하고 직경이 0,4mm 이상인 와이어로 감았습니다. 그러나 PL 25x50x100 자기 코어 대신 비슷한 단면의 SL 자기 코어를 사용하는 것이 좋습니다. 권선을 두 개가 아닌 하나의 프레임에 감는 것이 훨씬 쉽습니다. 장치 설정은 필요한 경우 요소 DD1.1의 생성기 주파수를 선택하는 것으로 구성됩니다. 다이어그램에 표시된 요소 등급을 사용하면 약 2Hz입니다. 릴레이 접점이 강하게 스파크를 일으키고 타버릴 수 있으므로 이 주파수를 너무 높게 설정해서는 안 됩니다. 또한 ROM이 올바르게 프로그래밍되었는지 확인하는 것이 좋습니다. 표시기 HG1-HG3에서 출력 전압 값을 설정할 때 이 숫자의 이진 코드가 DS1 RPOM의 출력에 나타나야 합니다. 필요한 경우 그림 1에 표시된 다이어그램에 따라 추가 스위치 SA4 및 버튼 SB5를 도입하여 전압 설정 속도를 높일 수 있습니다. 1. SA4 스위치 위치가 표시되면 장치가 평소대로 작동합니다. 빠른 설치 모드를 활성화하면 모든 릴레이가 꺼지고 변압기 출력의 전압이 5이 됩니다. SB35 버튼을 사용하여 저항 RXNUMX를 저항 RXNUMX와 병렬로 연결하면 발전기의 주파수가 약 XNUMX배 증가합니다. 이제 표시기에 원하는 값을 신속하게 설정한 다음 일반 모드로 돌아가서 출력에서 필요한 전압을 얻을 수 있습니다.
설명된 제어 장치가 있는 변압기의 작동에는 릴레이 접점의 연소와 같은 불쾌한 현상이 수반됩니다(그러나 이는 LATR 슬라이더와 스위치 모두에 영향을 미칩니다). 변압기 부하에 유도성 부품(예: 모터 또는 다른 변압기)이 포함된 경우 보호 RC 회로를 사용하여 릴레이 접점을 바이패스해야 할 수도 있습니다(그림 1의 다이어그램에는 표시되지 않음). 또는 부하 없이 전압을 설정하고 나중에 부하를 연결하면 접점이 소손되지 않습니다. 결론적으로 설명된 제어 장치의 사용은 실험실 변압기에만 국한되지 않고 예를 들어 전원 공급 장치에도 사용할 수 있습니다. 이 경우 변압기에는 1차 권선, 5차 권선 II-VII 및 X와 1개의 릴레이(K31-K1)만 남겨 두어야 합니다. XNUMXV 단계로 XNUMXV에서 XNUMXV까지 전압을 설정할 수 있으며 이는 대부분의 실험실 전원 공급 장치에 충분합니다. 동일한 콘텐츠를 포함하는 여러 형식의 DS1 RPOM 프로그래밍 파일을 다운로드할 수 있습니다. ftp://ftp.radio.ru/pub/2016/09/trans.zip에서. 저자: E. Gerasimov
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